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McDrive und der Schokoladenschnitt

Betriebe, die in Losgröße 1 fertigen, müssen permanent ihre Hausaufgaben machen: Um das Geld wieder einzuspielen, das ihnen die Loßgröße-1-Produktion zusätzlich kostet, sind sie regelmäßig gefordert, ihre Prozesse zu optimieren. Denn über das Endprodukt ist das nicht möglich. Reinholen lässt es sich nur über Werkzeug, Maschine und Software.   MICHAEL HOBOHM

Nicht alle holzbearbeitenden Betriebe können ihre Prozessschritte regelmäßig mit der jeweils neuen Maschinengeneration untersetzen. Bei kleineren Betrieben ist es wahrscheinlich sogar die Ausnahme. Zumal sie die Investitionen auch nicht immer tätigen wollen. Natürlich sind auch diese Betriebe angehalten, permanent up to date zu bleiben. Denn Wettbewerb und Losgröße 1 sind für sie ebenso Realität wie das Muss zur Effizienzerhöhung bei Ausstoß und Zeit. Dass diese Zielgrößen immer wieder mit Technik erreicht werden kann, die acht, zehn oder zwölf Jahre alt ist, zeigt die Versiertheit dieser Betriebe. Gerade kleinere Unternehmen, die ihre Prozesse genau kennen, sind oft sehr erfindungsreich. Optimal ist es, wenn ihnen dann noch kompetente Partner zur Seite stehen. Bei der Möbeltischlerei Messebau D. Schweinforth in Ohrdruf sind das seit Jahren Leuco, Cruing und Homag.

 

Prozesse ständig optimieren


Im Jahr 2000 kaufte Dirk Schweinforth, der 1993 mit seiner Möbeltischlerei Messebau D. Schweinforth in die Selbstständigkeit gestartet war, sein erstes CNC-Bearbeitungszentrum: eine Optimat von Homag mit Bekantung. 2009 folgte eine BOF 722 für die CNC-Fünfachsbearbeitung und das Nesten. „Mit diesen Maschinen und zwei Mitarbeitern fertige ich heute vor allem für den Laden-, Objekt- und Wohnmöbelbau“, so der Geschäftsführer. „Weil die Möbelbranche hinsichtlich der Erlöse schwierig ist, gehe ich auch immer wieder in andere Bereiche wie den Bau von Fahrzeugmöbeln oder die Kunststoffbearbeitung hinein.“ Zu seinen Standbeinen gehört aktuell zudem die Vorfertigung für Messen – ein Stoßgeschäft, in dem zum Termin geliefert werden muss. Der größte, weiter wachsende Bereich ist jedoch die Teilefertigung für den Möbelbau. Ein Bereich, in dem Teile oft kurzfristig in Losgröße 1 geordert werden. „Ich nenne es die McDonald’s-Platte aus dem McDrive“, schmunzelt Schweinforth. „Dazu bekomme ich einen Anruf: ,Wir brauchen eine Ellipse. Unser Lkw ist in Höhe Frankfurt und kommt um zehn.‘ Ist der Fahrer dann da, wartet er eine halbe Stunde und fährt mit seiner Tischplatte weiter.“ Eine Praxis, die Schweinforth oft in Einzelteilfertigung umsetzt. „Natürlich mache ich auch gern Lose. Meist bekomme ich jedoch Paletten, auf der jede Platte anders bearbeitet werden muss“, sagt er. „Als Konsequenz muss ich meine Prozesse ständig schlanker und effizienter gestalten. Nur so kann ich das Geld, das mich die Losgröße 1 kostet, wieder einsparen.“

 

Schneller nesten


Möglichkeiten zur Prozessoptimierung gibt es an verschiedenen Stellen. Etwa beim Nesten auf der BOF 722, die mit zwei Rastertischen arbeitet. „Das Handling an dieser Maschine war mir von Anfang an sehr wichtig“, betont Schweinforth. „Daher habe ich sie von der Firma Mutz Maschinenbau mit einer vollautomatischen Be- und Entschickung ausrüsten lassen.“ Neben Effizienz und Ergonomie sei ein weiterer Grund, dass im Nest keine Horizontalbearbeitungen durchgeführt werden können. Werkstücke, bei denen das nötig ist, machen aber in Ohrdruf 30 Prozent aus. „Mit dem Mutz-Handling greife ich diese Teile aus dem Nest heraus, lege sie auf dem zweiten Tisch ab und bearbeite sie auf der Schonplatte mit Atemag-Aggregaten. Werden die 30 Prozent überschritten, hole ich das gesamte Nest von der Maschine und lege die Teile nacheinander auf. So kann ich die Losgröße 1 in Einmannbedienung vollautomatisch abarbeiten.“


Genestet werden in der Tischlerei die üblichen Plattenwerkstoffe – immer mal kommen aber auch GFK, HDF oder Tischlerplatten auf die BOF. „Dabei stehen wir vor allem bei der Verarbeitung von Spanplatte immer unter Druck. Also musste ich etwas tun“, betont der Tischlermeister. „Das Verhältnis von Arbeitsvorbereitung und Maschinenlaufzeit beträgt bei mir fünfzig fünfzig. Verbessern kann ich dieses Verhältnis nur, wenn ich mit beiden Tischen arbeite. Das wiederum ist nur möglich, wenn die Leckage, die beim Fräsen entsteht, nicht zu groß wird und das Vakuum hoch bleibt.“ Aktuell arbeitet Schweinforth mit drei großen Mink-Pumpen und einer kleinen, die bei 19,5 kW 1060 m3/h erzeugen. Trotz dieser Leistung sank das Vakuum mit der Zahl der herausgetrennten Teile wiederholt so stark, dass Späne und Staub beim Nesten unter die Platte wanderten und Teile hochschwammen. Zudem bestand die Gefahr, dass sich kleine Teile beim Fräsen bewegten und gegen das Werkzeug schlugen. Um mit beiden Tischen prozesssicher arbeiten zu können und beim Nesten schneller zu werden, musste daher das Zusammenspiel von Maschine, Werkzeug und Software optimiert werden.

 

„Richtig zufrieden war ich nicht“


Bei den Nestingwerkzeugen arbeitet Schweinforth seit 2010 mit der Firma Cruing zusammen, die ihm Schwermetallfräser mit gezackter Grundschneide lieferte. Damit sollte auch das Auftreten von ,Deckeln‘ abgestellt werden, die beim Fräsen immer wieder nach unten rausgedrückt und in den Frässpuren der Schonplatte mitgeschoben wurden. Statt in Z3 waren diese Fräser in Z2 ausgeführt, sodass ein größerer Spanraum zur Verfügung stand sowie Staub und Späne besser abgeführt werden konnten. Vor fünf Jahren brachte Cruing dann Turbinen auf den Markt, die Schweinforth mit Gitter einsetzte. Nachdem er mit Homag das Ausblasen der Turbinen realisiert hatte, lief der Prozess gut, und ein Großteil der Späne wurde abtransportiert. „Gefahren bin ich dann mit Vorschüben zwischen 8 und 10 m/min. Bei kleinen Teilen etwas weniger. Richtig zufrieden aber war ich nicht“, so der Geschäftsführer. „Die Deckel waren zwar weniger, aber immer noch da. Außerdem zog es mit zunehmenden Fräsbahnen in der Schonplatte die im ersten Fräsgang stehengelassene 1-mm-Haut nach unten. Damit erreichte der Fräser das Material nicht mehr, und es kam mitunter zu Ausplatzern.“ Nicht zuletzt wollte Schweinforth mit kleineren Fräsern die Leckage reduzieren, unter 12 mm Durchmesser konnte Cruing jedoch nicht liefern. „Zu diesem Zeitpunkt bin ich bei Leuco auf einen Z1-Fräser, 12 mm, gestoßen. Klar war: Dieser Fräser drückt nach unten, und mit seinem Einsatz ist eine Änderung der Frässtrategie verbunden. So fing die Zusammenarbeit mit Leuco an.“

 

Zweimal ist besser


Mittlerweile hat diese Zusammenarbeit zu etwas geführt, was Schweinforth ,Schokoladenschnitt‘ nennt: Seit dem letzten Dezember fräst man in Ohrdruf in zwei Schritten. Nach dem ersten Fräsen mit einem Z1 und Turbine kommt ein zweiter Fräser ohne Turbine zum Einsatz, der die Teile heraustrennt. Dabei ist die Leckage so gering, dass das Grundnest beim ersten Schnitt nur mit einer Vakuumpumpe gehalten werden muss. Die Turbine entfernt sicher Späne und Staub, sodass das Material nicht vom Vakuum nach unten gezogen wird. Und weil die Teile mit 5,5 kW zuverlässig gespannt werden, lassen sich auch alle Bohrungen, Taschen oder Rückwandnuten ausführen.


„Während die Teile früher einzeln umfräst wurden, werden jetzt angrenzende Teile in einem Fräsgang aufgetrennt. Der Z1-Fräser erzeugt hier im Gleich- wie auch im Gegenlauf eine Top-Qualität“, betont Rudolf Noll. Dafür habe man die Entwicklung von Anfang an in Richtung Prozesssicherheit getrieben, so der Anwendungstechniker von Leuco weiter. „Heute wird für den ersten Fräsgang der neue Leuco-p-System-Nestingschaftfräser mit Hydroturbine und 3 µm Rundlaufgenauigkeit eingesetzt.“ Dabei bringe der Einsatz des Hydrodehnfutters auch Vorteile beim Handling, so Schweinforth: „Heute muss ich beim Werkzeugwechsel nur noch eine Schraube lösen und wieder festziehen.“


„Das Werkzeug für den zweiten Fräsgang ist ein Schaftfräser Z 1+1 mit einer Schnittbreite von 5 mm. Seit der Holz-Handwerk ist die Dreierkombination aus p-System-Nestingfräser, Fräser mit Schnittbreite 5 mm und Hydroturbine im Standardprogramm von Leuco“, berichtet Noll. Gefahren werden beide Fräser deutlich schneller als der Vorgänger: Während Schweinforth beim einmaligen Fräsen noch mit 9 m/min und 18000 min-1 gearbeitet hat, reizt er die Möglichkeiten der Spindel inzwischen deutlich mehr aus: „Aktuell fahre ich beim ersten Fräsen mit 12 m/min und 23000 min-1 sowie 15 m/min und 21000 min-1 mit dem Z2. Allerdings ist hier noch Luft nach oben. Wenn der zweite Fräser fertig ist, will ich – nestabhängig natürlich – zwischen 18 und 20 m/min fahren.“


Den Weg dahin geht der Geschäftsführer seit Längerem auch mit Homag. Nachdem im letzten Jahr das Nestingmodul von Schnitt Profi(t) in der Version 10 um die Common-Line-Frässtrategie erweitert worden war, wurde das Auftrennen der Teile in einem Fräsgang und somit das gleichzeitige Fräsen im Gleich- und Gegenlauf überhaupt erst möglich. Ein nächster Schritt für Schweinforth, dem die wechselseitige Beschickung und das Zuschalten des Vakuums besonders wichtig sind, soll die Automatisierung dieser Prozesse in der Software sein. Außerdem soll das Arbeiten mit Spindeldrehzahlen, die höher als die Herstellerempfehlungen sind, automatisiert möglich werden.

 

Schnelle Amortisation


Derzeit ist Schweinforth mit dem zweimaligen Nesten bis zu 30 Prozent schneller als früher. Auch kleine Teile lassen sich ohne Verschieben prozesssicher in hoher Qualität fertigen. Selbst spitzwinklige Teile werden ohne Ausbrüche und Oberflächenfehler gefräst. Zugleich ließen sich Verschnitt und Vakuumpumpenleistung reduzieren. Zwar ist der Kaufpreis der Fräser aktuell höher als der der Vorgängerwerkzeuge, betrachtet man jedoch die Kosten über den Gesamtprozess, spart Schweinforth auch bei den Fräsern. Die Kosten für das Verfahren selbst schätzt er auf 5000 Euro. „Diese Investition bringt mir Schnelligkeit, Material- und Energieeinsparung. Die Zeit, in der ich das Geld wieder eingespielt habe, ist damit überschaubar. Erst recht, wenn ich automatisiert mit beiden Tischen arbeite. Dann kann ich in der gleichen Zeit das Doppelte schaffen. Und das mit einer acht Jahre alten Maschine, neuen Fräsern und einer Softwareanpassung.

www.leuco.com
www.schweinforth.com
www.homag.com

 

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